GSMСТОРОЖ Охрана имущества всегда будет стоять на первом месте каждого владельца дома квартиры дачи офис
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Введение
Темой курсовой работы является «GSM-СТОРОЖ». Охрана имущества всегда будет стоять на первом месте каждого владельца дома, квартиры, дачи, офиса, склада и т.д., начиная от дверного замка и заканчивая решетками на окнах, мы пытаемся оградить свое помещение от вторжения посторонних лиц, грабителей.
Предлагаемый сторож предназначен для оповещения по сети сотовой связи о проникновении на охраняемый объект. Основные особенности устройства, во-первых, для его изготовления можно использовать практически любой сотовый телефон, способный работать в наших сотовых сетях, а во вторых, его питание осуществляется от аккумулятора того же сотового телефона. Устройство можно использовать для охраны самых различных объектов: дом, гараж, дачный участок, автомобиль, склад, офис и т.д. Благодаря небольшим размерам и автономному питанию его можно назвать мобильным сторожем на основе сотового телефона или «GSM-СТОРОЖЕМ».
Комплект беспроводной GSM-сигнализации предназначен для охраны таких объектов как: квартира, загородный дом, офис, склад, дача, гараж, торговый зал, и прочее. Принцип работы достаточно прост. На охраняемой территории устанавливаются датчики: открытия двери, окна, и т.д. При детектировании вторжения, датчики передают на центральный блок сигнал тревоги. Централь принимает сигнал от датчиков, звонит на указанные телефонный номер.
В следующих разделах будут проведены разработка и описание принципиальной схемы, выбор элементной базы, конструкторский расчет печатной платы, расчет надежности конструкции.
1. Конструкторская часть
1.1. Технические характеристики
Технические характеристики:
- Напряжение питания 220 В от сети;
- Ток потребления 400 мА до 1,9 А;
- Рабочий диапазон частот 50 (±10) Гц.
Использование стационарное.
Климатические условия:
- температура -35 +35;
- влажность 45 80%;
- давление 630 800 мм ртутного столба.
1.2. Разработка и описание принципиальной схемы
Предлагаемый сторож предназначен для оповещения по сети сотовой связи о проникновении на охраняемый объект. Основные особенности устройства, во-первых, для его изготовления можно использовать практически любой сотовый телефон, способный работать в наших сотовых сетях, а во вторых, его питание осуществляется от аккумулятора того же сотового телефона. Устройство можно использовать для охраны самых различных объектов: дом, гараж, дачный участок, автомобиль, склад, офис и т.д. Благодаря небольшим размерам и автономному питанию его можно назвать мобильным сторожем на основе сотового телефона или «GSM-СТОРОЖЕМ».
На электронном ключе DD2.1 и RC-цепи R6C2 собран элемент задержки подключения охранного шлейфа (работающего на обрыв) или датчика (работающего на замыкание) от момента включения всего устройства. Задержка (время на выход) зависит от параметров элементов этой цепи, и для указанных на схеме элементов она составляет около 15 с. На элементах DD1.3, DD1.4 собран RS-триггер, а цепь R8C3 устанавливает его в состояние с высоким уровнем на выходе (вывод 11 DD1.4) после включения устройства.
На счетчике дешифраторе DD3 и ключах DD2.2-DD2.4 собран узел включения и «нажатия» кнопок сотового телефона. Длительность «нажатия» - около 1 с. задаётся генератором импульсов, собранных на элементах DD1.1, DD1.2. Цепь R9C4 запрещает работу счетчика дешифратора DD3 после обрыва шлейфа или срабатывания датчика примерно на 15с. (время на вход). Светодиод HL1 служит для индикации состояния устройства, если он не светит оно включено, периодически вспыхивает - режим охраны, горит постоянно произошло проникновение на объект, и был осуществлен вызов по сотовому телефону. Кнопочный переключатель SB1 служит для включения\выключения устройства и быстрой установки в исходное положение.
Рис.1 — Принципиальная схема GSM-СТОРОЖА
Питание устройства осуществляется от аккумулятора мобильного телефона. Если в охраняемом помещении имеется сеть 220В, то к сотовому телефону подключают штатное зарядное устройство.
На счетчик-дешифратор DD3 и микросхему DD2 питающее напряжение поступает постоянно, что необходимо для того чтобы на управляющих входах DD2.2, DD2.3, DD2.4 был низкий логический уровень и они были «разомкнуты»
При включении устройства (нажатием на кнопку SB1) подаётся питающее напряжение на шлейф.
И микросхему DD1-запускаеться генератор импульсов и триггер устанавливается в исходное состояние. Начинается зарядка конденсатора C2, и в этот промежуток времени ключ DD2.1 разомкнут - устройство не реагирует на состояние датчика или шлейфа, и их состояние может меняться многократно. Высокий логический уровень на выходе R счетчика-дешифратора DD3 запрещает его работу, и ключи DD2.2-DD2.4 «разомкнуты». Светодиод HL1 при этом вспыхивает с частотой, задаваемой импульсным генератором.
Когда напряжение на конденсаторе С2 достигнет высокого уровня, ключ DD2.2 «замкнётся» и устройство перейдет в режим охраны. При обрыве проводного шлейфа или замыкании контактов датчика на вход RS-триггера поступит низкий логический уровень, он переключиться и начнётся разрядка.
1.3. Выбор элементной базы
Резистор — пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома для участка цепи: U(t)=R*I(t) мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально току проходящему через него . На практике же резисторы в той или иной степени обладают также паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольт-амперной характеристики.
Таблица 1.3.1.
|
Позиционное обозначение |
Тип |
Номинальное значение сопротивления, Ом |
Номинальная мощность, Вт |
Придельное значение напряжения, В |
Интервал рабочих темп-р, ºС |
Размеры, мм |
|
|
Диаметр |
длина |
||||||
|
R1,R5, R8 |
МЛТ- 0,125 |
1Мом |
0,125 |
250 |
От -60 до +125 |
3,0 |
7,0 |
|
R2 |
МЛТ- 0,125 |
1кОм |
0,125 |
250 |
От -60 до +125 |
3,0 |
7,0 |
|
R3, R6 |
МЛТ- 0,125 |
100 кОм |
0,125 |
250 |
От -60 до +125 |
3,0 |
7,0 |
|
R4,R10, R11, R12 |
МЛТ- 0,125 |
10 кОм |
0,125 |
250 |
От -60 до +125 |
3,0 |
7,0 |
|
R7 |
МЛТ- 0,125 |
220 Ом |
0,125 |
250 |
От -60 до +125 |
3,0 |
7,0 |
|
R9 |
МЛТ- 0,125 |
2 Мом |
0,125 |
250 |
От -60 до +125 |
3,0 |
7,0 |
Конденсатор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок. Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).
Виды конденсаторов:
Бумажные конденсаторы. Применяются при низких частотах в качестве фильтровых, блокировочных и переходных. Диэлектриком в таких конденсаторах служит бумага, бумага пропитанная специальным составом.
Металлобумажные. Имеют меньшие размеры, чем бумажные, при одинаковой емкости. Диэлектриком является лакированная конденсаторная бумага, обкладками — тонкий слой металла, нанесенный на бумагу. Сопротивление изоляции — меньше, чем у бумажных.
Пленочные и метало пленочные. Отличаются высокой стабильностью параметров, большим сопротивлением изоляции (до 10s ГОм) и высокой добротностью (до 2000). Диэлектрик — тонкая пленка из полистирола или фторопласта. В металлопленочных конденсаторах обкладки выполнены в виде тонкого слоя металла, нанесенного на пленку.
Электролитические и оксиднополупроводниковые. Имеют малые размеры при значительной емкости. Применяются в фильтрах, в блокировочных цепях пульсирующего тока, а также в качестве переходных в усилителях и транзисторах. Диэлектрик — оксидный слой на металле. Одной обкладкой является металл, второй — электролит, либо слой полупроводника. Оксидная пленка обладает односторонней проводимостью, поэтому при подключении конденсатора нужно строго соблюдать указанную полярность
Таблица 1.3.2.
|
Позиционное обозначение |
Характеристика |
Тип конденсатора |
Емкость, Ф |
Допустимое отклонение величины емкости, ±% |
Номи-нальное напряжение, В |
Допусти-мые изменения темпера-туры, ºС |
|
C1 |
Оксидный |
К73-16 |
0.47 мк |
10; 20; 30 |
3 – 100 |
От -60 до +85 |
|
C2 |
Электролитический |
К50-35 |
47 мк |
10; 20; 30 |
3 – 100 |
От -60 до +85 |
|
C3, C5,C6 |
Оксидный |
К73-16 |
0,1 мк |
10; 20; 30 |
3 – 100 |
От -60 до +85 |
|
C4 |
Электролитический |
К50-35 |
10 мк |
10; 20; 30 |
3 - 100 |
От -60 до +85 |
Интегральная микросхема — микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковом кристалле (или плёнке) и помещённая в неразборный корпус, или без такового, в случае вхождения в состав микросборки. На сегодняшний день большая часть микросхем изготавливается в корпусах для поверхностного монтажа.
Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС, чипом) — ИС, заключённую в корпус. В то же время выражение чип-компоненты означает «компоненты для поверхностного монтажа» (в отличие от компонентов для пайки в отверстия на плате).
DD1 К561ЛА7:
- Напряжение питания – 3-18 В
- Ток потребеления – 15-30 мА
- Выходной ток – 42 мА
- Время задержки – 80 нС
DD2 К561КТ3:
- Время задержки – 50 нс
- Напряжение питания – 3-15 В
- Rоткр. – 80 Ом
- 4 двунаправленных переключателя
- Ток потребления – 2 мкА
DD3 К561ИЕ8:
- Время задержки – 170 нс
- Напряжение питания – 3-15 В
- Частота входного сигнала – 2МГц
- Выходной ток – 0,18 мА
- Ток потребления – 0,2 мА
Ключ (переключатель, выключатель) — электрический коммутационный аппарат, служащий для замыкания и размыкания электрической цепи. Выключателем может называться коммутационный аппарат, не имеющий собственного названия, имеющий как минимум два фиксированных положения своих контактов (включено/отключено) и способный изменить это положение под действием внешних сил, на другое положение контактов (включено/отключено) на сколь угодно малое или большое значение времени.
Таблица 1.3.4.
|
Позиционное обозначение |
Тип |
U |
I |
Температура |
|
SB1 |
П2К |
125 В |
3 А |
-25…+70 |
Светодиод - светодиодом называется полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования электрической энергии в энергию некогерентного светового излучения. При протекании через диод прямого тока происходит инжекция неосновных носителей заряда (электронов или дырок) в базовую область диодной структуры Процесс самопроизвольной рекомбинации инжектированных неосновных носителей заряда, происходящих как в базовой области, так и в самом p-n переходе, сопровождается переходом их с высокого энергетического уровня на более низкий; при этом избыточная энергия выделяется путем излучения кванта света.
HL1 КИПД40:
- Цвет свечения – красный
- Сила света – 3000 мКд
- Прямой ток – 20 мА
- Температура 25°С
Дио́д — электронный элемент, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока. Электрод диода, подключаемый к положительному полюсу источника тока, когда диод открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют анодом, подключаемый к отрицательному полюсу —катодом.
VD1-VD3 КД522Б
- Тип диода – импульсный
- Максимальное обратное напряжение – 50 В
- Максимальный прямой ток – 0,1 А
- Максимальный обратный ток – 1 мкА
- Рабочая температура - -60…125
1.4. Конструкторский расчет печатной платы
Печатная плата (ПП) — это основа печатного монтажа любой электронной аппаратуры (ЭА), при которой микросхемы, полупроводниковые приборы, электрорадиоэлементы и элементы коммутации устанавливаются на изоляционное основание с системой токопроводящих полосок металла (проводников), которыми они электрически соединяются между собой в соответствии с электрической принципиальной схемой.
По конструкции печатные платы подразделяются на однослойные и многослойные (МПП).
Однослойные печатные платы всегда имеют один изоляционный слой, на котором находятся печатные проводники. Если они расположены на одной стороне изоляционного основания, то такую печатную плату называют односторонней (ОПП), если на двух, то двухсторонней (ДПП).
Многослойные печатные платы имеют соединения между проводниками, расположенными в различных слоях, или открытый доступ к отдельным участкам проводников внутренних слоев для припайки к ним электрорадиоэлементов.
В разрабатываемом устройстве представлена односторонняя печатная плата.
Изготовление ПП определенного класса точности (ГОСТ 23751-86) обеспечивают, применяя различные техническое оснащение и вспомогательные материалы. ПП 1 и 2 классов точности наиболее просты в исполнении, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость; 3 класса – требуют использования высококачественных материалов, более точного инструмента и оборудования; 4 и 5 классов – специальных материалов, прецизионного оборудования, особых условий для изготовления.
По точности выполнения печатных элементов конструкции (проводников, контактных площадок) используется 2-ой класс, т.к. имеет малую насыщенность поверхности, дискретными элементами, микросхемами малой степени интеграции.
Печатный монтаж — способ монтажа, при котором электрическое соединение элементов электронного узла, включая экраны, выполнено с помощью печатных проводников.
Печатный проводник — проводящая полоска в проводящем рисунке.
Изготовление печатных плат (ГОСТ 20406-75) осуществляется:
Химический метод - Химический способ изготовления печатных плат из готового фольгированного материала состоит из двух основных этапов: нанесение защитного слоя на фольгу и травление незащищенных участков химическими методами. Под травлением фольги понимают химический процесс перевода меди в растворимые соединения. Незащищенная фольга травится, чаще всего, в растворе хлорного железа или в растворе других химикатов, например медного купороса, персульфата аммония, аммиачного медно-хлоридного, аммиачного медно-сульфатного, на основе хлоритов, на основе хромового ангидрида. При использовании хлорного железа процесс травления платы идет следующим образом: FeCl3+Cu → FeCl2+CuCl. Типовая концентрация раствора 400 г/л, температура до 35°С. При использовании персульфата аммония процесс травления платы идет следующим образом: (NH4)2S2O8+Cu → (NH4)2SO4+CuSO4].
После травления защитный рисунок с фольги смывается
Электрохимический метод- Для изготовления печатных плат можно применять электрохимический способ. Он заключается в гальваническом травлении платы. На заготовку переносят рисунок печатного монтажа, затем фольгу покрывают тонким слоем парафина или воска путем окунания в расплав этих веществ. Контуры печатных проводников и контактных площадок обводят с легким нажимом ос-трозаточенным шилом или иглой и с участков фольги, подлежащих травлению, удаляют защитное покрытие. К фольге подсоединяют положительный полюс источника постоянного тока напряжением 9—12 В. Отрицательный полюс источника тока подсоединяют к металлическому сосуду, в котором будет производиться травление (можно использовать сосуд из любого металла). В сосуд заливают насыщенный раствор поваренной соли, помещают в него заготовку платы и включают источник питания. После окончания процесса травления плату промывают и удаляют с помощью ножа остатки подлежащей травлению фольги. Особое внимание следует уделять тому, чтобы температура раствора во время травления не повышалась, иначе защитное покрытие может нарушиться. Во избежание этого сосуд для травления помещают в ванну с проточной холодной водой.
Комбинированный метод - Комбинированный метод заключается в получении печатной платы методом химического травления с последующей металлизацией монтажных отверстий гальванохимическим способом. Преимуществом данного метода является возможность одновременного получения печатного монтажа и металлизированных монтажных отверстий. К недостатку можно отмести двукратное воздействие химических реагентов на изоляционное основание - в процессе травления металлизации отверстий, что существенно снижает электрические свойства изоляционного основания платы.
Изготовление односторонней печатной платы осуществляется химическим методом.
Конструктивные характеристики ПП
Ширину печатных проводников рассчитывают и выбирают в зависимости от допустимой токовой нагрузки (20 А/мм2), свойств токопроводящего материала (удельная проводимость меди - 58 МСм/м), температуры окружающей среды при эксплуатации (). Края проводников должны быть ровными, проводники – без вздутий, отслоений разрывов, протравов, пор, крупнозернистости и трещин, так как эти дефекты влияют на сопротивление проводников, плотность тока, волновое сопротивление и скорость распространения сигналов.
Ширина печатного проводника не менее 0,45 мм.
Расстояние между элементами проводящего рисунка, расположенными на наружных слоях ПП, зависит от допустимого рабочего напряжения 9В, свойств диэлектрика (удельное сопротивление стеклотекстолита 1011 Ом·м), условий эксплуатации и связано с искажением сигналов.
Расстояние между элементами проводящего рисунка не менее 0,3 мм.
Координатная сетка чертежа ПП необходима для координации элементов печатного рисунка. В узлах пересечений располагаются монтажные отверстия. Основным шагом координатной сетки принят размер 2,5 мм в обоих направлениях.
Координатная сетка чертежа ПП необходима для координации элементов печатного рисунка. В узлах пересечений располагаются монтажные отверстия. Основным шагом координатной сетки принят размер 2,5 мм в обоих направлениях.
Диаметры монтажных отверстий выбираем в соответствии с диаметрами выводов элементов и с требованиями ГОСТ 10317-79. Монтажные отверстия предназначены для установки микросхем и ЭРЭ.
Таблица 1.4.1.- Диаметры монтажных отверстий выбираем в соответствии с диаметрами выводов элементов и с требованиями ГОСТ 10317-79.
|
Диаметр |
Количество |
||
|
вывода элементов, мм |
отверстия, мм |
элементов, шт |
отверстий, шт |
|
0,6 |
1,0 |
26 |
106 |
Для обеспечения надежного соединения вывода с печатным проводником вокруг отверстия выполняется контактная площадка. Контактная площадка выполняется в виде кольца. Ее диаметр определяется по формуле: dк = d + 2b + c, где
d — диаметр отверстия; b — необходимая минимальная радиальная толщина контактной площадки, b = 0,15 мм; c — коэффициент, учитывающий влияние разброса межцентрового расстояния, с = 0,4-0,5 мм.
Диаметр составляет d = 1,0 + 2*0,15 + 0,4 = 1,7 мм.
Допуск на межцентровое расстояние ±0,05 мм.
Допуск на размер отверстий берется по h13.
Для неметаллизированных отверстий и торцов плат шероховатость поверхности
Rz ≤ 80.
Печатные проводники рекомендуется выполнять прямоугольной конфигурации по рисунку координатной сетки. На всем протяжении проводники должны иметь одинаковую ширину.
Размер ПП, специально оговорен в техническом задании. Линейные размеры ПП соответствуют требованиям ГОСТа. Соотношение линейных размеров сторон ПП составляет не более 3:1.
Коробление ПП (спиральное искривление противоположных кромок основания ПП, скручивание) может привести к разрыву проводников,
осложняет процесс изготовления ПП и установки при сборке модуля; поэтому для разрабатываемого устройства такой вид деформации недопустим.
Электрические характеристики ПП
Допустимая плотность тока для ОПП – 20 А/мм2 .
Допустимое рабочее напряжение между элементами проводящего рисунка на наружных слоях ПП – 50 В (приложение, таблица 3).
ПП должна обеспечивать работоспособность при воздействии на нее климатических факторов 1-й группы жесткости (приложение, таблица 4).
Контактные площадки ПП должны выдерживать не менее 3-х циклов перепаек.
Материал печатной платы
В качестве основания печатной платы используем фольгированный стеклотекстолит СФ-1-35 толщиной 1мм (приложение, таблица 5). По сравнению с гетинаксами стеклотекстолиты имеют лучшие механические и электрические характеристики, более высокую нагревостойкость, меньшее влагопоглощение. Однако у них есть ряд недостатков: невысокая нагревостойкость по сравнению с полиимидами, что способствует загрязнению смолой торцов внутренних слоев при сверлении отверстий; худшая механическая обрабатываемость; более высокая стоимость. Существенное различие (примерно в 10 раз) коэффициента теплового расширения меди и стеклотекстолита в направлении толщины материала, что может привести к разрыву металлизации в отверстиях при пайке или в процессе эксплуатации.
Для изготовления ПП, обеспечивающих надежную передачу наносекундных импульсов, необходимо применять материалы с улучшенными диэлектрическими свойствами (уменьшенным значением диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь). Поэтому к перспективным относится применение оснований ПП из органических материалов с относительной диэлектрической проницаемостью ниже 3,5.
1.5. Расчет надежности конструкции
Прогресс современной техники, высокие требования к точности, помехозащищенности, быстродействию привели к усложнению электронных узлов и блоков радиоаппаратуры и оборудования.
Усложнение аппаратуры резко снижает надежность современного радиоэлектронного оборудования. Низкая надежность приводит к тому, что стоимость эксплуатации такого оборудования в течение одного года превышает в несколько раз стоимость самого оборудования, что приводит к огромным экономическим потерям и резко снижает эффективность использования радиоэлектронной аппаратуры.
Задача расчета надежности: определение показателей безотказности системы, состоящей из невосстанавливаемых элементов, по данным о надежности элементов и связях между ними.
Цель расчета надежности:
— обосновать выбор того или иного конструктивного решения;
— выяснить возможность и целесообразность резервирования;
— выяснить, достижима ли требуемая надежность при существующей технологии разработки и производства.
Расчет надежности состоит из следующих этапов:
1. Определение состава рассчитываемых показателей надежности.
2. Составление (синтез) структурной логической схемы надежности (структуры системы), основанное на анализе функционирования системы (какие блоки включены, в чем состоит их работа, перечень свойств исправной системы и т.п.), и выбор метода расчета надежности.
3. Составление математической модели, связывающей рассчитываемые показатели системы с показателями надежности элементов.
4. Выполнение расчета, анализ полученных результатов, корректировка расчетной модели.
Приведем расчет основных характеристик надежности для исходного комплекта радиоэлементов.
Таблица 1.5. Расчёт надёжности исходного комплекта радиоэлементов выбранного устройства
|
Позиционное обозначение |
Наименование и тип РЭА |
Кол- во РЭА, шт. |
Коэффи-циент нагруз-ки, k |
Темпера- тура t, 0С |
Интенсив-ность отказов, 0 10-6,1/час |
Поправоч-ный коэффициент, α |
Суммарная интенсив-ность отказов, n*α*0*10-6 |
|
С1, С3, C5, С6 |
Конденсатор К73-16 |
4 |
0,35 |
40 |
0,095 |
0,456 |
0,173 |
|
С2, С4 |
Конденсатор электролитический К50-35 |
2 |
0,75 |
40 |
0,035 |
1,2 |
0,084 |
|
DD1 |
Микросхема К561ЛА7 |
1 |
— |
40 |
0,013 |
0,35 |
0,00455 |
|
DD2 |
Микросхема К561КТ3 |
1 |
— |
40 |
0,013 |
0,35 |
0,00455 |
|
DD3 |
Микросхема К561ИЕ8 |
1 |
— |
40 |
0,013 |
0,35 |
0,00455 |
|
HL1 |
АЛ307БМ |
1 |
0,7 |
40 |
0,01 |
0,9 |
0,009 |
|
R1-R12 |
Резистор постоянный С2-33Н |
12 |
0,38 |
40 |
0,01 |
1,1 |
0,132 |
|
SB1 |
Сетевой выключатель |
1 |
— |
40 |
0,25 |
0,5 |
0,125 |
|
VD1-VD3 |
Диод КД522Б |
3 |
0,1 |
40 |
0,2 |
0,8 |
0,48 |
|
— |
Плата печатная |
1 |
— |
40 |
— |
— |
0,7 |
|
— |
Кол-во паек |
138 |
— |
40 |
0,15 |
— |
20,7 |
|
— |
Кол-во печатных проводников |
69 |
— |
40 |
0,1 |
— |
6,9 |
После заполнения таблицы необходимо определить общую интенсивность отказов.
Λ = 29,317
= ч
= = 34110 ч
Расчет вероятности безотказной работы:
P(t) = = , где
Λ – общая интенсивность
= Tcp/10
Р(t0) = 1;
P(t1) = = 0,91
P(t2) = = 0,83
P(t3) = = 0,77
P(t4) = = 0,71
P(t5) = = 0,66
P(t6) = = 0,62
P(t7) = = 0,59
P(t8) = = 0,55
P(t9) = = 0,52
P(t10) = = 0,5
Рисунок 1.5 – График вероятности безотказной работы
1.6. Выводы и предложения по повышению надежности
График, приведенный на рисунке 1.5, показывает, что с течением времени происходит уменьшение вероятности безотказной работы устройства в результате старения радиоэлементов и их износа.
Расчет надежности показал, что устройство в целом не нагружено и в замене элементов на более мощные не нуждается. Так как радио элементы не находятся под большой нагрузкой.
2. Технологическая часть
2.1. Анализ исходных данных
1. Исходными данными для разработки технологических процессов являются: конструкторская документация на изделие – 026.052.003.001Сх – схема электрическая принципиальная; 026.052.003.003Сб – сборочный чертеж.
2. Техническое задание на изделие.
3. Спецификация на изделие
Таблица 2.1.1
|
Форм.м.м |
Зона |
Поз. |
Обозначение |
Наименование |
Кол. |
Примеч. |
|
Сборочная единица |
||||||
|
ТЭЗ |
1 |
|||||
|
Детали |
||||||
|
1. Корпус |
1 |
|||||
|
2. Крышка |
1 |
|||||
|
3. Выключатель |
1 |
|||||
|
Стандартные |
||||||
|
1. Винт М4 |
2 |
|||||
|
2. Шайба |
2 |
4. Объем выпуска продукции – 55000 т.
5. Сроки выпуска ежемесячно.
6. Наличие технологического оборудования:
Таблица 2.1.2
|
Оборудование |
Площадь, м2 |
Разряд |
|
Трасса-2 |
5 |
3 |
|
Роботрон |
5 |
3 |
|
ЛПМ-300 |
5 |
2 |
|
Вибростенд |
5 |
3 |
|
СМ-20 |
8 |
5 |
|
СМ-2 |
8 |
5 |
|
Стеллаж цеховой |
8 |
2 |
|
МА-346 |
8 |
3 |
7. Справочная и нормативная литература - ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП, ЕСПД программы.
2.2. Выбор типового технологического процесса
В производстве РЭА применяются однотипные технологические процессы сборки и монтажа, с учетом наличия технологического оборудования, серийности производства и других технических требований. Для разрабатываемой модели РЭА за основу выбран типовой технический процесс, включающий в себя 13 операций и соответствующее им технологическое оборудование.
Таблица 2.2
|
№ |
Технологические операции |
Оборудование |
Разряд |
|
1 |
Заготовительная |
СМ-20 |
2 |
|
2 |
Комплектовочная |
Стеллаж цеховой |
2 |
|
3 |
Сборочная |
Трасса - 2 |
3 |
|
4 |
Установочная |
СМ-2 |
3 |
|
5 |
Монтажная |
ЛПМ-300 |
2 |
|
6 |
Допайка |
СМ-2 |
3 |
|
7 |
Диагностика |
Роботрон |
3 |
|
8 |
Ремонтная |
СМ-2 |
5 |
|
9 |
ОТК |
МА-346 |
3 |
|
10 |
Слесарно-сборочная |
СМ-20 |
3 |
|
11 |
Вибропрогон |
Вибростенд |
3 |
|
12 |
ОТК |
МА-346 |
3 |
|
13 |
Упаковка |
Стеллаж цеховой |
2 |
2.3. Разработка маршрутного технологического процесса сборки
Исходные данные:
1. Схема сборки с базовой деталью.
2. Типовой технологический процесс.
3. Объем выпуска – 55000 шт. в год.
4. Коэффициент закрепления операции. Кзо = 16
Таблица 2.3
|
№ |
Наименование операции |
Оборудование |
Т штучное |
Разряд рабочего |
|
1 |
Заготовительная |
СМ-20 |
3,15 |
2 |
|
2 |
Комплектовочная |
Стеллаж цеховой |
2,45 |
2 |
|
3 |
Сборочная |
Трасса - 2 |
2,65 |
3 |
|
4 |
Установочная |
СМ-2 |
2,55 |
3 |
|
5 |
Монтажная |
ЛПМ-300 |
1,5 |
2 |
|
6 |
Допайка |
СМ-2 |
1,95 |
3 |
|
7 |
Диагностика |
Роботрон |
1 |
3 |
|
8 |
Ремонтная |
СМ-2 |
2,4 |
5 |
|
9 |
ОТК |
МА-346 |
2,1 |
3 |
|
10 |
Слесарно-сборочная |
СМ-20 |
3,4 |
3 |
|
11 |
Вибропрогон |
Вибростенд |
40,00 |
3 |
|
12 |
ОТК |
МА-346 |
1,95 |
3 |
|
13 |
Упаковка |
Стеллаж цеховой |
3,5 |
2 |
3. Регулировка, настройка, контроль и испытания
3.1. Технологические операции регулировки и настройки
Регулировка и настройка – необходимые операции в общем техническом цикле ЭА они должны обеспечить заданные параметры ЭА при минимальных запросах и устранить все неисправности допущенные при сборке. Под регулировочными подстрочные операции (Р.Н.О.) понимают комплекс работ по доведению параметров ЭА до заданных величин (Т.У , Т.З). Проведение Р.Н.О. необходимо для устранения неисправности детали сборки узлов, причем как вынужденных, так и предопределенных заданиях. Характер и объем Р.Н.О. определяется видом и объемом производства, оснащенностью т.п.
Методы выполнения Р.Н.О.
В серийном производстве процесс регулировки разбивают на ряд простых операций. Начиная от простого подбора элементов до самого сложного по электра – калибровочным картам.
Р.Н.О.- осуществляют с методами:
1. По измерительным приборам
2. Метод электрического копирования (сравнения)
Виды и перечень документации необходимого для проведения Р.Н.О. определяется программой выпуска и сложности изделия. При регулировки простых устройств и в массовом производстве используются Т.К. Но наиболее часто используют технологическую инструкцию. Порядок оформление карт и инструкции определяет ГОСТ (Е.С.Т.Д. правила оформления документа общего значения). Все Р.Н.О. можно классифицировать по тем признакам, которые применяют в качестве критериев заданных от проектирования операции до способа их выполнения.
Контроль диагностика ЭА
Под качеством ЭА понимают совокупность свойств определяющих
способность ЭА удовлетворять заданным требованиям потребителя.
Качество как свойство закладывается в процессе изготовки в процессе
ЭА, и объективно оценивается в процессе эксплуатации Согласно ГОСТ (ЕСТПП виды процессов контроля), устанавливаются виды тех. процесса.
Испытание ЭА – представляет собой экспериментальное определение при различных воздействиях количественных и качественных характеристик изделий при их функционировании. При этом как сами испытываемые изделия, так и воздействие могут быть смоделированы. Цели испытаний различны на различных этапах проектирования и изготовлений ЭА. К основным целям испытания общим для всех видов ЭА, можно отнести выбор оптимальных конструктивно технологических решений при создании новых изделий; доводку изделий до необходимого уровня качества; объективную оценку качества изделий при их постановки на производство, в процессе производства и при техническом обслуживании; гарантированное качество изделий при международном товарообмене. Испытание служит эффективным средством повышение качества, так как позволяет выявить: недостатки конструкции и технологии изготовления ЭА. Для повышения качества выпускаемой ЭА на конечных операциях ТП их изготовления проводят предварительное испытание позволяющие выявить изделия со скрытыми дефектами. Программа и методы проведения испытаний определяются конкретным видом и назначением ЭА, а также условиями эксплуатации. Для контроля качества и приемки изделий устанавливают основные категории контрольных испытаний оговоренные в ТУ: приемо-сдаточные, периодические и типовые.
Приемо – сдаточные испытания – эти испытания проводят для контроля изделий на соответствующие требованием ТУ, установленным для данной категории испытания. Испытания и приемку проводит предводитель заказчика в присутствии представителя отдела технического контроля.
Периодические испытания – эти испытания проводят с целью периодического контроля качества изделий: контроля стабильности ТП в период между испытаниями, подтверждения возможности продолжения изготовления изделий по действующим конструкторской и технологической документации.
Предварительные испытания – проводят перед предъявлением изделий на испытания, и приемку представителю заказчика ОТК проводит предъявительские испытания готовых изделий. Такие испытания проводятся с целью контроля изделий на соответствие требованиям ТУ и готовности для предъявления заказчику.
Таблица 3.1
|
Наименование |
Виды испытания |
Необходимость проведения испытаний на опытных образцах |
|
1 |
2 |
3 |
|
106 |
Испытание на воздействие механических ударов однократного действия |
+ |
|
205 |
Испытание на воздействие изменения температуры среды |
+ |
|
213 |
Испытание на воздействие статической пыли (песка) |
+ |
|
402 |
Испытание на способность к пайке |
+ |
|
403 |
Истпытание на теплостойкость при пайке |
+ |
|
404 |
Проверка соответствия габаритным, установочным и присоединительным размерам |
+ |
|
405 |
Проверка внешнего вида |
+ |
3.2. Виды неисправностей и их устранения
Таблица 3.2
|
1) Устройство не включается |
Проверить состояние питания |
|
2) Выход из строя конденсатора С2 |
Заменить на аналогичный |
|
3) Отсутствует сигнал |
Проверить состояние телефона |
3.3. Инструкция по эксплуатации
ВНИМАНИЕ! ПЕРЕД ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УСТРОЙСТВА ПРОЧИТАЙТЕ РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ.
∙ ! Во избежание поражения электрическим током, или поломки не разбирайте данное устройство и не ремонтируйте его самостоятельно.
∙ ! Не допускайте повреждения устройства.
∙ ! Не устанавливайте устройство на нестабильную или вибрирующую поверхность.
Комплектация:
- Инструкция по эксплуатации 1шт.
- Устройство 1шт.
Порядок работы:
- Включите прибор
- Подключите прибор к телефону
- Нажмите кнопку пуск
Заключение
В конструкторской части произведена разработка принципиальной схемы и конструкторский расчет печатной платы. Принципиальная схема и трассировка печатной платы представлены на листах формата А1 выполненные в компьютерной программе «Компас».
В разделе 3.2. представлена элементная база последнего поколения.
Раздел 1.5 содержит расчет надежности конструкции, который показал, что разрабатываемое устройство с большой вероятностью может работать 34110 часов без ремонта.
В главе 2 дан подробный анализ технологичности электронного узла, выбран типовой технологический процесс и разработка схемы сборки. При заложенной программе выпуска 55000 в год (среднесерийное производство) расчетный показатель технологичности соответствует нормам показатели технологичности для среднесерийного производства.
3 глава Регулировка, настройка, контроль и испытания содержит практические решения по подготовке к эксплуатации, непосредственно эксплуатацию и возможности устранения возникающих неисправностей.
В экономической части дано подробное обоснование целесообразности производства данного изделия. В результате произведенных расчетов предполагаемая цена изделия составляет – 145,54грн, что говорит о конкурентоспособности на современном рынке.
Библиографический список
- Левин Б.Р. Теория надежности радиотехнических систем. Изд. «Советское радио» М. 1972
- Райкин А.Л. Элементы теории надежности для проектирования технических систем. Изд. «Советское радио» М. 1967
- Перроте А.И. Сторчак А.И. Вопросы надежности радиоэлектронной аппаратуры. Изд. «Советское радио» М. 1976.
- Фрумкин Г. Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. Издательство «Высшая школа», 1989, с изменениями.
- ЕСКД: Справочное пособие. Издательство стандартов, 1989 год.
- ЕСТД: Справочное пособие. Издательство стандартов, 1992 год.
2. тема научных дисциплинотрасль естествознания исследующая растения; название ее происходит от греческого с
3. Основные подходы к изучению истории связей с общественностью
4. Вступление головки во вход таза совершается таким образом что стреловидный шов располагается по срединной л
5. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук.2
6. Організація бухгалтерського обліку в Австралії і Данії
7. Метод идентификации собак по их ДНК
8. тема Цифрова обробка звукового сигналу при передачі по каналу радіозв~язку
9. Дальневосточный государственный университет путей сообщения ДВГУПС Факультет воздушных сообщений.html
10. РЕФЕРАТ Етичні погляди І
11. Тема 9. Технология формирования иноязычныхграмматических навыков При чтении настоящего материала обрати
12. ПРОСВЕЩЕНИЕ 1990 Составитель научный редактор автор вступительной статьи Ярошевский М.
13. Перехід українських земель під литовських князів
14. Сенковский Осип
15. Участие прокурора в гражданском процессе.
16. I. ТРИ ИСТОЧНИКА ЗНАНИИ О ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ МОЗГА
17. Понятие соучастия по уголовному кодексу РФ
18. первых это должен быть умело созданный устный объект в котором действительно соблюдаются правила языка на
19. Тема 29 Генетика как предмет и наука СОДЕРЖАНИЕ
20. начале 1993 года о том.html